网站地图 加入收藏 设为首页 原创论文网,覆盖经济,法律,医学,建筑,艺术等800余专业,提供60万篇论文资料免费参考

浅谈船舶备件管理的新技术3D打印

作者:原创论文网 时间:2018-09-12 14:28 加入收藏
.  摘要:船舶备件指船舶主动力推进装置、辅助机械、电气设备、通导设备等使用维修所需的备用部件、配件和零件。船舶的备件管理直接影响船舶的航行安全、运营成本、维修保养成本等。因此, 采取科学手段优化船舶备件的管理方法, 对满足船舶航行和营运安全、控制备件库存和维修保养成本、增强航运企业的核心竞争力具有重要的现实意义。
 
        关键词:航空技术; 3D打印技术;

 
航海技术

 
  1 主要现状
 
  (1) 很多航运企业为保证船舶营运安全, 会存储大量的船舶备件以供随时更换, 但由于事先计划不当, 导致很多库存备件长期积压, 造成经济损失。
 
  (2) 不常用的备件储备过少, 一旦需要紧急替换, 无法及时供应, 严重影响船舶正常营运, 造成一定的经济损失。
 
  (3) 船上备件管理人员缺乏专业管理能力, 盲目申请造成不必要的资源浪费。
 
  (4) 船舶备件登记管理混乱, 登记不完善、不准确。一些备件已经配备在船却未登记, 导致反复申请购买;一些备件故障比较集中, 却缺少详细登记, 导致长期未申请配备, 一旦需要紧急更换, 无法及时解决, 直接造成船舶营运的经济损失。[1]
 
  针对上述船舶备件管理上的不足, 船舶备件的管理新技术———3D打印技术应运而生。
 
  2 技术简介
 
  3D打印技术是一种快速成型的打印技术, 以三维数据模型文件为基础, 运用粉末状金属或陶瓷、树脂、塑料等可黏合材料, 根据事先设置的模式, 通过逐层打印的方式打印出任何复杂形状物体。
 
  首先利用计算机建模软件根据需要构建模型, 然后将构建的模型细化“横切”成逐层的截面, 最后控制打印机逐层打印。建模软件与打印机之间传递的标准文件格式为STL, 这种文件使用三维面模拟实体的真实外表面, 三维面越小, 其生成的外表面分辨率越高。
 
  3D打印技术属于“增材制造”, 是以三维模型数据为基础, 通过逐层叠加原材料打印出实物的技术。传统的实物生产技术是“减材制造”, 通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行设计、切割、定型, 最终生产出实物。目前“增材制造”所生产出的产品强度、硬度以及精准度都远远落后于“减材制造”, 但随着新技术的更新与进步, 3D打印技术所生产的产品质量可能会超过旧技术生产的产品质量。
 
  目前, 3D打印材料主要包括石化、生物、金属和石灰混凝土类产品等。3D打印所用的这些原材料都须满足3D打印设备的类型和操作需求。不同于普通的原材料, 3D打印的原材料形态一般有粉状、丝状、片状、液体状等, 如根据打印设备的具体操作需求和产品标准不同, 同时保证粉末保持良好的流动性, 所使用的3D打印材料粉末要具有高球形度。
 
  3 应用领域及前景
 
  经过多年发展, 3D打印作为一项新型的数字化制造技术已经形成比较完善的技术体系, 其应用领域不断拓展, 产业链初步形成, 市场规模实现快速增长。全球3D打印市场收入以年均复合增长率0.1%的速度在高速增长:全球2014年3D打印市场收入达41亿美元, 2015年达52亿美元, 2016年达159亿美元。
 
  中国3D打印产业与欧美等发达国家相比仍然处于初级阶段, 但是其发展潜力是巨大的, 市场前景更为广阔。我国对3D打印材料和设备的关键技术不断进行深入研究探讨, 随着技术的提升、市场的不断推广, 我国的3D打印已经运用在建筑、航空航天、地理信息、教育、土木工程、医疗等很多领域。
 
  4 应用分析
 
  全球最大的集装箱运输公司马士基已经采用3D打印机制造部分船舶备件。虽然马士基公司的3D打印机目前只能采用ABS热塑性塑料进行打印, 但计划未来采用金属粉末激光烧结打印船舶备件。集装箱船长期航行在海上, 如果一些船舶配件需要更换, 而船上没有储备, 陆地公司也不能及时供应, 那么公司可将船舶备件样图发到船上, 船员按照样图完成3D打印并将相应配件安装在船上。可见, 3D打印技术确实可以在船舶备件管理中解燃眉之急。[2]
 
  (1) 打印船舶备件产品的材料性能分析。现有的船舶备件材料多种多样, 未来的打印机应该能使用更多原材料进行3D打印。同时, 船舶需要存储各种原材料, 以便随时打印各种材质的船舶备件。
 
  (2) 打印船舶备件产品的质量性能分析。由于船舶航行的特殊性, 在航行过程中打印出来的产品精度会受到一定影响。目前3D打印技术的发展还未成熟, 打印的产品精度较低, 表面粗糙度较大, 而船舶备件的原生产厂家和船级社对船上安装的备件都有严格的质量性能标准要求, 所以船员在船上用3D打印机打印出来的船舶备件产品应符合相关部门的质量性能标准。但是, 目前的打印技术只可能打印出对精度和粗糙度没有特殊要求的船舶备件。
 
  (3) 打印船舶备件产品的空间结构性能分析。3D打印机是包容性设备, 打印产品的范围大小受打印机硬件限制, 超过最大打印范围和最小打印范围则无法进行打印。3D打印机是通过横、竖轴对点来进行定位的, 即3D打印机的体积决定可以打印的产品的最大体积, 而最小打印尺寸受打印精度制约, 不受打印机体积制约。精度越高, 打印的体积越小, 打印的模型也就更精致。
 
  (4) 打印船舶备件产品成本分析。3D打印机打印的船舶备件属于个性化生产, 成本较高。对急需且无备品的船舶备件进行现场打印制作, 可以对设备进行维护和维修, 缓解燃眉之急。同时, 降低船舶备件的库存成本。
 
  (5) 3D打印机设备安装使用分析。3D打印技术是一种新型技术, 实现船舶大范围内的安装使用仍很遥远, 但航运企业应该重视其发展, 可选择部分船舶进行试点, 通过对岸基工程技术人员和打印机操作人员进行设备的操作、维护、维修等系统培训后探索应用。
 
  5 结论
 
  目前, 应该密切关注已经成功应用3D打印技术的马士基航运公司, 及时了解其最新技术进展情况, 同时根据3D打印技术应用在船舶备件管理上的发展状况, 部署此技术在我国航运船舶备件管理上的应用测试, 争取未来在船舶备件管理领域内大范围全力推广应用。[3]这样不仅可以实现大部分船舶备件按需现场生产, 无须大量储备库存, 减少仓储空间、控制成本和避免浪费, 而且3D打印技术有望引领未来船舶备件管理的发展方向, 推动船舶备件管理体系的变革。
 
  参考文献
  [1]刘克俊.从备件的清点和翻新谈远洋船舶备件管理[J].天津航海, 2001 (2) :26-27.
  [2]孙柏林.试析“3D打印技术”的优点与局限[J].自动化技术与应用, 2013 (6) :1-6.
  [3]杨永强, 刘洋, 宋长辉.金属零件3D打印技术现状及研究进展[J].机电工程技术, 2013 (4) :1-8.
浅谈船舶备件管理的新技术3D打印相关文章
重要提示:转载本站信息须注明来源:原创论文网,具体权责及声明请参阅网站声明。
阅读提示:请自行判断信息的真实性及观点的正误,本站概不负责。
别人都分享了,你还在等什么?赶快分享吧!
更多
快速导航: